Investigando as alterações transcricionais massais do patossistema Theobroma cacao x Moniliophthora perniciosa durante a progressão da Doença Vassoura-de-Bruxa do cacaueiro

• Processo: 17/13015-7
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 01 de julho de 2017
• Vigência (Término): 30 de junho de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira
• Beneficiário: Adrielle Ayumi de Vasconcelos
• Instituição-sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/10498-4 - Investigação das estratégias de adaptação ao estilo de vida patogênico de fungos do gênero Moniliophthora em diferentes níveis de organização biológica: espécies, biótipos e linhagens geográficas, AP.TEM
• Assunto(s): Transcriptômica Theobroma cacao Moniliophthora perniciosa Vassoura-de-bruxa Interações hospedeiro-patógeno

Resumo

O fungo basidiomiceto Moniliophthora perniciosa é o agente etiológico da doença Vassoura-de-Bruxa do cacaueiro. Esse é um patógeno com ciclo de vida hemibiotrófico, significando que a infecção ocorre inicialmente em tecidos vivos do hospedeiro (fase biotrófica), evoluindo posteriormente para a morte do tecido afetado (fase necrotrófica). A infecção pode ocorrer em ramos, frutos, botões florais e flores, sempre a partir do meristema. M. perniciosa infecta uma gama de hospedeiros, sendo assim classificado em biótipos de acordo com as espécies suscetíveis a cada isolado. O biótipo C infecta T. cacao e outras espécies próximas, enquanto que o biótipo S infecta apenas solanáceas. As lavouras cacauicultoras baianas são responsáveis por 75% da produção nacional de sementes de cacau. Assim, a chegada de M. perniciosa (biótipo C) nessa região levou a enormes prejuízos econômicos e sociais. O Brasil passou de exportador para importador da commodity, e até os dias atuais não se recuperou completamente deste cenário. Apesar da grande relevância de M. perniciosa no Brasil e em outros países produtores de cacau na América Latina, ainda não se desenvolveram formas efetivas de controle deste patógeno. Um dos fatores relacionados a isso é a falta de conhecimento das bases moleculares da interação nesse patossistema, o que limita o desenvolvimento de estratégias direcionadas de controle do fungo. Um grande avanço nesse sentido foi o sequenciamento do genoma de M. perniciosa e do transcriptoma de ramos de cacau infectados e na fase biotrófica da interação. Através das alterações transcricionais identificadas no cacaueiro, foi criado um modelo das modificações metabólicas e hormonais ocorridas durante a Vassoura-de-Bruxa. Também foram identificados genes de M. perniciosa codificantes para proteínas com possível papel de modulação do sistema de defesa vegetal no estágio biotrófico. No entanto, deve-se ressaltar que muito ainda se desconhece sobre os fatores de virulência de M. perniciosa. Esse é um patógeno com ampla gama de tecidos e hospedeiros suscetíveis, além de apresentar variação morfofisiológica ao longo da interação. Por fim, também há indícios de alterações sistêmicas no hospedeiro, inclusive levando a alterações na raiz. Portanto, algumas questões ainda em aberto, tais como: 1) quais fatores de virulência de M. perniciosa são gerais ou tecido específicos?; 2) como se dá a regulação transcricional, no patógeno e no cacaueiro, em outros pontos de desenvolvimento da doença (e.g., além da Vassoura-Verde)?; 3) por que o biótipo S não é patogênico no cacaueiro?; 4) miRNAs e siRNAs desempenham algum papel relevante durante a interação?; 5) qual é o efeito da infecção sobre tecidos não atacados diretamente (raízes)? A versão atual do Atlas Transcriptômico não possui todos os dados necessários para responder a tais questões, tais como bibliotecas de raiz e de miRNA~ outras bibliotecas possuem poucas réplicas biológicas (i.e., Vassoura-Seca). Assim sendo, o objetivo deste projeto de doutoramento é a ampliação do Atlas Transcriptômico e investigação das questões acima levantadas. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DE CARVALHO, L. M.; BORELLI, G.; CAMARGO, A. P.; DE ASSIS, M. A.; DE FERRAZ, S. M. F.; FIAMENGHI, M. B.; JOSE, J.; MOFATTO, L. S.; NAGAMATSU, S. T.; PERSINOTI, G. F.; SILVA, N. V.; VASCONCELOS, A. A.; PEREIRA, G. A. G.; CARAZZOLLE, M. F. Bioinformatics applied to biotechnology: A review towards bioenergy research. BIOMASS & BIOENERGY, v. 123, p. 195-224, APR 2019. Citações Web of Science: 1.